ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
Проект направлен на изучение нового типа «умных» полимерных гидрогелей, в которых часть субцепей образована гидрофобно модифицированным (ГМ) водорастворимым полимером, а другая – длинными цилиндрическими мицеллами поверхностно-активного вещества (ПАВ). В рамках проекта предполагается исследовать реологические свойства гелей в зависимости от следующих факторов: концентрации полимера и ПАВ, жесткости полимерной цепи и содержания гидрофобных групп в полимере, ответственных за взаимодействие с мицеллами. В качестве полимеров будут использованы ГМ полисахариды, в качестве ПАВ - олеат калия. Будут впервые изучены гели на основе полимера и цилиндрических мицелл ПАВ с внедренными наночастицами, выполняющими роль дополнительных сшивок, позволяющих сделать гель более прочным. Эти исследования будут носить пионерский характер. Также предполагается изучить изменение реологических свойств гелей под воздействием внешних факторов: температуры и добавок углеводорода. Будут найдены условия, при которых гели полимер / ПАВ сохраняют способность разрушаться при контакте с углеводородами, характерную для гелей на основе цилиндрических мицелл ПАВ. Планируемые фундаментальные исследования представляются особенно актуальными в связи с тем, что гидрогели, восприимчивые к углеводородам, перспективны для использования в нефтедобывающей промышленности с целью увеличения проницаемости пластов по отношению к нефти.
Синтезированы образцы гидрофобно модифицированных (ГМ) полисахаридов (ксантана и ритизана) с разным содержанием боковых н-додецильных групп. Получены физические гели на основе ГМ полимеров и цилиндрических мицелл олеата калия. Определены условия (концентрация и состав ГМ полимера, концентрация ПАВ), при которых физические гели устойчивы и не расслаиваются. Исследовано влияние содержания гидрофобных звеньев в полимере на реологические свойства физических гелей полимер/ПАВ. Показано, что с увеличением числа гидрофобных групп в два раза вязкость системы ПАВ/полимер возрастает на порядок. Кроме того, в случае полимера с большим содержанием гидрофобных групп система ПАВ/полимер характеризуется более высокими значениями упругой и вязкой составляющих комплексного модуля упругости и более широкой областью частот, в которой упругая составляющая комплексного модуля упругости превышает вязкую. Наблюдаемые эффекты можно объяснить образованием большего количества сшивок в системе за счет встраивания гидрофобных хвостов полимера в мицеллы ПАВ. Изучено влияние температуры на вязкость и модуль упругости физических гелей полимер/ПАВ и чистого ПАВ (без полимера). Показано, что в обеих системах вязкость падает при нагревании. Однако, во всем интервале исследованных температур вязкость и модуль упругости в присутствии полимера по меньшей мере на порядок выше. Это может быть связано, с одной стороны, с увеличением количества зацеплений в растворе, а, с другой стороны, с тем, что полимерные цепи релаксируют только посредством рептаций, в отличие от мицелл, которые в то же время еще и обратимо разрываются. Обнаружено, что вязкость и модуль упругости гелей ПАВ и полимер/ПАВ можно увеличить путём введения в систему неорганических наночастиц, встраивающихся в сетку. Такие частицы способны как удлинять мицеллярные цепи, так и сшивать их между собой. Изучено влияние углеводорода на реологические свойства (вязкость, модуль упругости) физических гелей полимер/ПАВ и гелей ПАВ (без полимера). Обнаружено, что в обоих случаях при добавлении углеводорода физические гели превращаются в жидкость с вязкостью порядка вязкости воды. Методами малоуглового нейтронного рассеяния и светорассеяния показано, что это связано с разрушением цилиндрических мицелл и образованием капель микроэмульсии. Высокая восприимчивость физических гелей полимер/ПАВ и гелей ПАВ (без полимера) к углеводородам чрезвычайно важна для их применения в нефтедобыче в качестве одного из основных компонентов жидкости для гидроразрыва пласта.
МГУ | Координатор |
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2011 г.-31 декабря 2013 г. | Восприимчивые гидрогели нового типа |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".